IT201600117401A1 - Dispositivo per la produzione di energia rinnovabile pulita a costo zero, grazie all'utilizzo contestuale di forza di gravità, forza idrostatica e forza di leva - Google Patents

Description

Dispositivo per la produzione di energia rinnovabile pulita a costo zero,

grazie all’utilizzo contestuale di forza di gravità, forza idrostatica e forza di

leva.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Settore della tecnica: il presente ritrovato si riferisce ad un prodotto industriale appartenente alla categoria dei dispositivi e impianti per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili.

Stato dell’Arte: Attualmente sistemi comunemente in uso per svolgere detta funzione sono: gli impianti fotovoltaici e i pannelli solari (che sfruttano e convertono l’energia del sole), le stazioni eoliche (che convertono l’energia del vento), le centrali idroelettriche (che utilizzano l’energia dell’acqua), i dispositivi e gli impianti che sfruttano le maree e i moti ondosi.

Alla base del funzionamento del ritrovato vi è il principio fisico della spinta di risalita di un galleggiante con peso, che si regge sul principio di Archimede. Tale principio si realizza quando il volume di acqua o liquido spostato in volume supera il peso del corpo immerso.

Apparati simili che sfruttano principi idrostatici e la spinta di Archimede, sono stati studiati in ambito marino con i moti ondosi. Il ritrovato in oggetto, invece, si ripropone di utilizzare quel principio senza il condizionamento dei moti ondosi che non garantiscono regolarità e costanza.

L’aspetto che non viene anticipato, da questi ritrovati, è dato dal fatto che il dispositivo in oggetto è congegnato come una turbina eolica, che i volumi delle pale sono molto più elevati rispetto a quelli delle celle della Closer Prior Art (CPA) e dal fatto che tali ritrovati della CPA ricevono anche la spinta del fluido esterno (sono immersi in acqua), mentre quello in oggetto può sfruttare il moto ben più costante e potente del vento, oppure può funzionare al chiuso senza la spinta del liquido esterno ai tubi contenitori.

Il ritrovato in oggetto quindi risolve rispetto ad essi il problema del raggiungimento di velocità tali da garantire un’efficiente produzione energetica. Nella sua forma di costruzione, il ritrovato in oggetto, ricorda le pale eoliche, ma mentre queste si basano esclusivamente sulla conversione in elettricità della forza del vento, il ritrovato in oggetto può funzionare anche in ambienti chiusi o all’aperto – se di grandi dimensioni – nei periodi di non esistenza del vento.

Problema tecnico:

Il problema tecnico, che il presente ritrovato intende risolvere, è innanzitutto quello di produrre energia elettrica sfruttando la contemporanea azione della forza peso, della forza leva e della spinta idrostatica, su dispositivi di ampie dimensioni capaci di realizzare forti velocità di rotazione, ciò anche nell’assenza della spinta del vento.

Soluzioni del problema tecnico:

Il ritrovato in oggetto risolve tali problemi attraverso una dinamo o un alternatore, la cui coppia di rotazione è ricavata dalla forza di gravità di due pesi (6) (7) uniti ad un galleggiante (5), immersi in un liquido, collocati, unitamente al liquido stesso, nel tubo contenitore a forma di pale contrapposte. I pesi – sospinti dal galleggiante (5) e dalla spinta idrostatica alternativamente l’uno in alto e l’altro in basso , vengono a trovarsi alternativamente ad una certa distanza dall’asse di rotazione creando una coppia di rotazione, per cui mentre uno è al vertice l’altro, nello stesso istante, è vicino al fulcro centrale del tubo. La particolare forma delle pale e i due pesi contrapposti creano uno sbilanciamento che permette di rinnovare la rotazione, anche in assenza di immersione della pale in un fluido (vento o moto ondoso).

Descrizione di una o più forme di attuazione:

Il dispositivo è costituito da un tubo contenitore, con le estremità contrapposte di dimensioni più piccole (1) (2), inclinate rispetto all’asse in direzione opposta l’una rispetto all’altra. Detto tubo/contenitore è montato su un piedistallo (3) o su parete, avvitato ad un rotore (4) nella parte centrale ed (4) è in grado di ruotare grazie allo sbilanciamento alternato delle estremità contrapposte (1) (2) del tubo/contenitore provocato dall'innalzamento del galleggiante (5), posto all’interno delle pale, al quale sono fissati due pesi (6 e 7) distanziati dallo stesso galleggiante, per mezzo di distanziatori (12) tarati in modo tale da porre i pesi ad una distanza tale l’uno dall’altro e ad una posizione all’interno del tubo tale da creare lo sbilanciamento.

Grazie alla spinta idrostatica, che spinge il galleggiante (5) sopra il liquido, appena la prima estremità del tubo contenitore (1) si trova in una posizione verticale, automaticamente il galleggiante (5) si allocherà nella parte superiore, primo peso (6) sarà sopra il galleggiante mentre il secondo peso (7) in basso all’altezza del centro del tubo.

Il funzionamento del dispositivo è il seguente: a seguito dell'avvio che avviene inizialmente grazie al supporto di una batteria o da una fonte di energia esterna il peso (6) che è allocato nella prima sezione del tubo (1) verrà spinto per effetto della forza idrostatica impressa dal liquido sul galleggiante verso l'alto mentre il peso opposto (7), per effetto della medesima forza idrostatica, si troverà in prossimità del fulcro, cosi facendo le pale continueranno a girare per via della forza leva che si svilupperà sulla punta, data la conformità curva della parte superiore. A rotazione completata, grazie alla forza idrostatica, il galleggiante porterà il secondo peso (7) verso l' alto mentre il primo peso (6) allocato sull'altra parte del galleggiante verrà spinto verso il centro, facendo si che si ripeta il meccanismo.

Per evitare che la velocità possa compromettere la rotazione è necessario porre sul mozzo un ingranaggio a rotazione numerica controllata ad unico senso di rotazione con annesso una dinamo o alternatore con un moltiplicatore di giri. Con questo accorgimento si eviterà l'effetto dondolamento ed eventuali sbalzi di velocità.

Il dispositivo è munito di un sistema frenante che rallenta per qualche secondo il tubo/contenitore (fase di riposo) appena questo raggiunge la posizione verticale, in modo da dare il tempo necessario ai galleggianti di risalire per evitare che, dopo alcuni giri, l'apparato possa trovare un punto di equilibrio e fermarsi I sistemi frenanti che potrebbero esserci di aiuto sono moltissimi, ma per il caso specifico si può utilizzare un retarder posizionato o su un disco frenante o sull'albero di trasmissione tra il rotore e l'alternatore.

A differenza dei freni ad attrito, che applicano una forza fra due parti in movimento, i freni magnetici rallentano un mobile generando correnti parassite per induzione elettromagnetica.

La forza di rallentamento interviene senza contatto fra le parti, è quindi esente da usura.

Il freno viene azionato da un sensore in modo che agisca subito dopo che l'apparato sia andato in caduta libera, o meglio appena il tubo contenitore si trova nella posizione verticale, questo permetterà ai galleggianti con i pesi di risalire . Appena i galleggianti si ritrovano nella parte superiore il sistema frenante grazie agli stessi sensori verrà sbloccato per permettere al tubo di ritornare a sbilanciarsi e conseguentemente effettuare un’altra mezza rotazione.

I sensori possono essere attivati grazie agli impulsi elettrici forniti dalla batteria , oppure con sistemi meccanici azionati dalla forza del galleggiante quando raggiunge l'apice.

Per produrre un quantitativo maggiore di energia elettrica, sarà possibile affiancare allo stesso rotore (4) un secondo tubo/contenitore posizionato ad una distanza tale da andare in caduta libera quando il primo è in fase di riposo in modo da completare il movimento.

Il tubo contenitore o con le estremità ricurve contrapposte, da come si evince in figura, ha questa particolare forma con un diametro maggiore nella parte centrale e con un diametro minore alle due estremità inclinate, questo per favorire l'aumento della forza idrostatica del galleggiante e permettergli di alzare un peso maggiore, ed aumentare ulteriormente la forza leva.

Secondo un'ulteriore variante dell'invenzione i pesi sono distanziati dal galleggiante a mezzo di un’asta distanziatrice (12) che li tiene uniti ma a distanza in modo da aumentare il peso all'estremità, cosi facendo si evita che il galleggiante giochi un ruolo sfavorevole.

A seconda delle dimensioni del tubo/contenitore o della distanza prescelta tra peso e galleggiante il calcolo della proporzione, la dimensione dei pesi e del galleggiante utilizzati, variano in modo che rimanga costante la necessaria forza idrostatica che serve ad alzarli e la forza leva necessaria per provocare lo sbilanciamento e soprattutto la forza di gravità essenziale a farlo ruotare verso il basso.

Le proprozioni delle pale, nonchè il conseguente dimensionamento di quantità di liquido e grandezza del galleggiante e dei pesi, possono variare a seconda della necessità di raggiungere una maggiore velocità e dunque una maggiore energia..

Vantaggi:

I vantaggi di questa tecnica sono innumerevoli e non solo economici, sicuramente con questa tecnica si potrà dare un sostanziale contributo all'ambiente ed ottenere energia elettrica pulita , a costo zero, e senza nessun vincolo.

Non sarà necessario localizzare le pale su colline o montagne, compromettendo l'aspetto paesaggistico del luogo, ma potrebbero essere istallati in appositi strutture al chiuso e con dimensioni ridotte, anche se l'obbiettivo preposto dal sottoscritto è di utilizzare la stessa tecnica per creare mini impianti per l'uso domestico.

Impianti da utilizzare senza vincoli climatici, come differentemente avviene per gli impianti solari o eolici, ne tanto meno usare combustibili, o reazioni chimiche.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la produzione di energia elettrica attraverso una dinamo (10) o un alternatore, la cui coppia di rotazione è garantita dallo sfruttamento congiunto del principio fisico della spinta di risalita di un peso immerso in un liquido, della forza peso e della forza leva caratterizzato da un tubo/contenitore (1), parzialmente riempito di liquido, con le due estremità inclinate rispetto all’asse, in modo opposto l’una (1) rispetto all’altra (2); da un galleggiante (5), collocato in detto tubo/contenitore; da due pesi (6) (7), saldati rispettivamente alle due estremità di detto galleggiante (5), ove detto tubo/contenitore è avvitato nella sua parte centrale al rotore (4) così che in uso un peso (6) è sospinto in alto dal galleggiante (5) e l’altro in prossimità del centro così da creare uno sbilanciamento e una rotazione del tubo-contenitore.
2. 2. Dispositivo per la produzione di energia elettrica di cui alla rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che le due estremità del tubo contenitore (1) (2) hanno un diametro minore rispetto alla parte centrale e sono reclinate in direzioni opposte l’una rispetto all’altra, sì da formare due angoli rispetto all’asse centrale, così che in uso favoriscono un maggiore sbilanciamento verso il basso, aumentando ulteriormente la forza leva.
3. 3. Dispositivo di cui alla rivendicazione principale caratterizzato dal fatto che il galleggiante (5), posto all’interno del tubo/contenitore, ha fissati a sé due pesi (6 e 7), è riempito d’aria e, in uso, sospinge alternativamente i pesi l’uno (6) verso l’alto e l’altro (7) verso il basso, agevolando la spinta idrostatica rispetto al peso che va in alto ed inibendola rispetto al peso che rimane sospeso a metà tubo.
4. 4. Dispositivo di cui alle rivendicazioni principale e n. 3 che precedono, caratterizzato dal fatto che i pesi (6 e 7) possono essere legati al galleggiante da due aste (12), tarate in modo tale da porre i pesi ad una distanza tale l’uno dall’altro e ad una posizione all’interno del tubo tale da creare lo sbilanciamento.
5. 5. Dispositivo di cui alle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che i pesi (6) (7) hanno una dimensione tale da poter entrare nello spazio delle estremità del tubo/contenitore, sono dimensionati in modo proporzionale alle dimensioni del tubo, sono fissati alle due estremità del galleggiante, così che in uso il primo peso (6) sarà sopra il galleggiante, mentre il secondo peso (7) in basso all’altezza del centro del tubo.
6. 6. Dispositivo di cui alla rivendicazione principale dotato di un sistema frenante magnetico posto al suo centro (8) azionato da un sensore magnetico senza attrito, appena il tubo/contenitore si trova nella posizione verticale, così che in uso i galleggianti con i pesi hanno il tempo di risalire, per creare nuovo sbilanciamento.
7. 7. Dispositivo di cui alle rivendicazioni precedenti caratterizzato dalla variante secondo cui al tubo/contenitore descritto in rivendicazione 2 si affianca, avvitandolo allo stesso rotore (4) un secondo tubo/contenitore, identico al precedente, con gli stessi pesi e lo stesso galleggiante, posizionato ad una distanza tale da sbilanciarsi quando il primo è in fase di riposo.